なぜLRTKが選ばれる？VRS技術で広がる土木測量の可能性

近年、土木測量の分野で注目されている技術に「VRS」（Virtual Reference Station、仮想基準局）があります。 VRSは複数の基準局データから利用者付近に仮想的な基準点を生成し、リアルタイムで誤差補正情報を提供する最新の高精度測位方式です。

このVRS技術を活用し、従来より手軽にセンチメートル級測位を実現するデバイスとして注目されているのが「LRTK」です。 LRTKはスマートフォンと連携する小型GNSS受信機で、現場での操作性やコスト面、多機能性から導入が進んでいます。本記事では、初心者にもわかるようにVRSの仕組みを解説し、従来のRTK測位との違いやVRS方式ならではのメリットを整理します。 さらに、スマホ連携型の超小型RTK測位端末であるLRTKの特徴と仕組みを紹介し、現場でLRTKが選ばれる理由（省人化やクラウド活用、DX推進との親和性）にも迫ります。 そして、VRS技術とLRTKの組み合わせがもたらす土木測量の新しい可能性として、3D点群計測やAR（拡張現実）の活用、災害対応、技術者教育などへの応用例を見ていきます。 記事の最後では、LRTKを用いた測量手順を簡単に紹介し、誰でもスムーズに高精度測位を導入できることを示します。

VRSとは何か？

VRSを理解するには、まずRTK測位の仕組みを押さえておく必要があります。 RTK（Real Time Kinematic）とは、リアルタイムでGNSS（衛星測位）誤差を補正し、通常は数メートルある測位誤差を数センチレベルまで小さくできる技術です。 RTKでは、既知の正確な座標値を持つ「基準局」（固定局）と、測位したい地点にある「移動局」（ローバー）の双方で同時に衛星信号を受信します。 基準局は自分の受信したGNSS信号と、あらかじめ分かっている正確な位置座標を比較することで誤差量を算出し、その補正データを通信で移動局に送信します。 移動局は受け取った補正データを用いて自身の測位値をリアルタイムに補正するため、単独測位では得られないセンチメートル級の高精度な位置座標を即座に算出できるのです。

ただし、従来型のRTK測位では精度を保つために作業現場近く（数km以内）に自前の基準局を設置する必要があり、この準備に手間やコストがかかるという課題がありました。 この課題を解決するために登場したのが、ネットワーク型RTKの一種である「VRS方式」です。 VRS（Virtual Reference Station、仮想基準局）では、あらかじめ広域に配置された複数の基準局ネットワークを利用し、ユーザー周辺に仮想的な基準点を設定して補正情報を作成します。 ユーザーのだいたいの位置情報をサーバー側に送り、その近傍に存在すると仮定した仮想基準局での衛星信号をシミュレーションすることで、まるで「すぐそばに基準局がある」かのような誤差補正データが生成されます。 生成された補正情報は通信回線（主にインターネット経由のNtripプロトコル）で移動局に配信され、移動局はそれを用いて高精度の位置演算を行います。 この仕組みにより、通信圏内であれば移動局（GNSS受信機）1台だけで広範囲にわたって安定した高精度測位が行えるようになりました。

RTKとVRSの違いとVRSの優位性

従来の1基準局方式のRTKとネットワーク型RTK（VRS）の主な違いを整理すると次のとおりです。

• 必要な機材：従来RTKは現場付近に基準局（固定局）と移動局の2台が必要でしたが、VRSでは移動局（受信機）1台のみで測量できます（基準局は不要）。

• 測位範囲：RTKは基準局から離れると精度が低下するためカバー範囲に限界があります。一方、VRSは仮想基準局を常に近傍に設定できるため、広範囲でも均一に高い精度を維持できます。

• 精度の安定性：RTKでは基準局と移動局の距離（基線長）によって誤差補正効果が変動しますが、VRSでは基線長を意識せず常に安定したセンチ精度が得られます。

• 導入・運用コスト：従来RTKは基地局用のGNSS受信機や通信装置の購入・設営にコストがかかりました。VRSなら基地局機材が不要な分、初期投資を抑えられます。補正サービスの利用料はかかるものの、多地点での測量や複数現場を転々とする場合でも機材移設の費用と手間が省けます。

• 測量作業の手間：基準局の設置や初期設定にかかる時間が不要なので、現場到着後すぐに測量を開始できます。移動しながらの作業でも都度基地局を据え直す必要がなく、長距離の施工現場でもスムーズに連続測量が可能です。

• 座標系の統一：VRSは国土地理院の電子基準点網など既知の座標基盤を利用するため、得られる測位結果は世界測地系（日本測地系2011）などの絶対座標系に直結しています。現場で得た座標を即座に設計図やGIS地図と照合でき、後処理の手間が軽減します。

まとめると、最終的な測位精度そのものは従来RTK方式でもVRS方式でも同等にセンチメートル級ですが、基準局不要による手軽さや運用効率の高さから現在ではVRSを活用した測量が主流になりつつあります。

LRTKの特徴と仕組み

LRTK（エルアールティーケー）は、従来の据置型RTK測量機器とは一線を画す新しい高精度GNSS受信機です。 手のひらに収まるコンパクトサイズ（重量約125g、厚さ13mm）ながらアンテナとバッテリーを内蔵し、スマートフォンやタブレットに装着して使用できます。 スマホとはBluetoothなどでワイヤレス接続され、ケーブル配線の煩わしさもありません。 専用アプリを起動してLRTK端末とペアリングすれば、衛星受信から補正データの取得、測位計算、データ記録まで全てスマホ上で直感的に操作できます。 従来は据え置きの基地局やコントローラ端末が必要だった本格的なRTK測位が、スマホ+小型LRTK端末だけで完結する手軽さが大きな特徴です。

また、最新の高感度GNSSチップを採用しており、電源を入れてわずか数秒で初期化（FIX）が完了してセンチメートル精度の測位が始められます。 一度FIXを得れば移動中も精度の高い位置情報を維持し、万一トンネル等で途切れても再び数秒で高精度測位に復帰できるため、現場で待たされるストレスがありません。

価格面でも従来の大型GNSS測量機器に比べて非常にリーズナブルで、手持ちのスマホを活用することで初期導入コストを大幅に削減できます。 現場の作業員が一人一台ずつ携行できるほどの手軽さと低コストを実現しており、誰もがセンチ精度の測位を日常的に活用できる時代が現実味を帯びています。

なおLRTK端末はインターネット経由のVRS補正だけでなく、日本の準天頂衛星みちびきが提供するセンチメートル級補強サービス（CLAS）信号の直接受信にも対応しています。 そのため携帯通信が届かない山間部や災害現場でも、衛星からの補強信号を受信することで安定した高精度測位を継続できる設計です。

さらに、LRTKは単に位置を測るだけでなく、スマホのセンサーやカメラと連携することで次のような多彩な計測・記録機能を1台で実現します。

• 3D点群スキャン：LiDAR搭載スマホを用いれば、周囲の地形や構造物をレーザースキャンして点群データとして取得可能です。各点にLRTKの高精度座標が付与されるため、従来は専用機器が必要だった精密な3次元測量がスマホだけで行えます。

• ARによる位置可視化：スマホ画面上に設計図や地下埋設物の位置を現実の風景に重ねて表示するAR機能も活用できます。LRTKで常にcm級の自己位置が得られるため、データと現地映像のズレがなく、設計線や埋設管を正確な位置に仮想表示できます。

• 高精度な写真記録：スマホのカメラで撮影した写真に、撮影地点の高精度な座標と方位情報を自動でタグ付けできます。測点ごとの記録写真に正確な位置情報が添付されるため、後から図面や地図上で撮影箇所を寸分違わず把握でき、報告書作成や情報共有が容易になります。

• 座標誘導ナビゲーション：事前に記録したポイントや設計上の座標に対し、現地でその場所へ誘導するナビ機能も備えています。地図上のターゲット方向や距離がリアルタイムに表示され、ARモードではカメラ映像に進行方向の矢印を重畳して直感的に目的地点へ誘導してくれます。

このようにLRTKは、小型軽量ながらセンチ級の高精度測位と多彩な計測機能を両立した革新的デバイスです。スマホとの組み合わせにより、現場測量の生産性と利便性を飛躍的に向上させるポテンシャルを秘めています。

なぜLRTKが現場で導入されているのか

LRTKが現場で支持される大きな理由の一つは、省人化と作業効率の向上です。 従来、杭打ちなどの墨出し作業では測量士と補助員の2名体制が基本でしたが、LRTKの座標誘導機能を使えば作業員一人で正確に所定位置を出すことが可能です。 また、広い工事区間で移動する際も基準局を据え直す手間がなく、一人のオペレータが連続して測量を進められるため、人員と時間を大幅に節約できます。

クラウド連携によるデータ共有の容易さも、LRTK導入を後押しするポイントです。 従来は測量結果を紙に記録したりUSBで持ち帰ったりして事務所PCに取り込む手間がありましたが、LRTKではスマホ経由で現場から測定データを即座にクラウド送信できます。 現場とオフィス間でリアルタイムに情報共有ができるため、出来形の確認や図面との照合、上司への報告などをその場で行え、意思決定のスピードが格段に上がります。 測量データをクラウドで一元管理できることで、紙図や手入力のミスも削減され、報告書作成など後工程の効率化にもつながります。

さらに、LRTKは建設業界のDX（デジタルトランスフォーメーション）推進とも親和性が高いツールです。 国土交通省が提唱するi-Construction（ICT施工）では、測量・設計・施工管理に先端技術を取り入れて生産性向上を図ることが求められています。 LRTKのようなスマート測量デバイスを導入することで、現場の測量データを即座にデジタル化してBIM/CIMモデルやGISに取り込むことができ、施工のデジタルツイン構築やリアルタイムな品質管理が容易になります。 また、直感的なスマホ操作によってベテランから若手まで誰でも扱いやすく、現場のデジタル技術への抵抗感を下げる効果も期待できます。

VRS＋LRTKの組み合わせで広がる土木測量の新しい可能性

• 高精度3D点群計測：LRTKとVRSによって、誰でも手軽に高精度の3D点群データを取得できるようになります。従来は高価なレーザースキャナーやドローンが必要だった地形測量も、スマホとLRTKで代用可能です。例えば、工事前の地形把握や出来形管理のための土量計算なども、現場で即座に点群を計測してクラウドで解析できます。大規模な測量機材を手配せずとも必要なときに素早く三次元データを取得できるため、計画立案から施工管理まで様々な場面で意思決定がスピーディになります。

• ARによる施工支援：設計モデルや地下埋設物の情報をARで現場に可視化できることも、VRS+LRTKの強みです。紙の図面では伝わりにくかった完成イメージを、その場で実物大表示して関係者に共有したり、掘削現場で見えない埋設管の位置を事前にARマーカーで示して事故を防いだりと、応用範囲は多岐にわたります。施工中の構造物に設計データを重ね合わせて誤差をチェックするなど、ミリ単位の精度が要求される場面でも、高精度ARによって視覚的にズレを検知できるようになります。

• 災害対応の迅速化：大規模災害が発生した際にも、LRTKは被災状況の迅速な把握に役立ちます。通信インフラが寸断された現場でも、LRTKはみちびきのCLAS信号を受信して測位を継続できるため、寸断地域の被害マップを早急に作成できます。例えば土砂崩れ現場で職員がLRTK搭載スマホを持ち歩きながら被災箇所の点群をスキャンし、そのデータを一時的にローカル保存しておけば、帰路で通信圏内に戻った時点でクラウド共有が可能です。小型で携行しやすいためヘリコプターでの現地調査にも持ち込め、従来は困難だった災害直後の高精度な状況記録を実現します。

• 技術者教育への活用：安価で扱いやすいLRTKは、測量教育や技術者育成の面でも新しい可能性を開きます。これまで高価な機材が必要だった精密測位の実習を、スマホとLRTKで手軽に行えるため、専門学校や社内研修での導入が期待されます。AR機能を使えば、図面上の点と現地の位置関係を直感的に理解でき、新人技術者の空間認識や測量スキル習得に役立ちます。若い世代にとって馴染み深いスマホアプリで測量を体験できることは、技術者不足の解消やDX人材の育成にも繋がるでしょう。

このようにVRS技術とLRTKデバイスの組み合わせにより、従来の枠を超えた多彩な土木測量の可能性が広がっています。高精度測位が身近になることで、現場の生産性・安全性・創造性は飛躍的に高まり、今後も新たな活用分野が開拓されていくでしょう。

LRTKを用いた高精度測量の簡単な手順

• 端末のセットアップ：LRTK端末をスマートフォンに装着し、電源をオンにします。専用アプリを起動して端末と接続します。

• 補正情報の受信準備：アプリ上でVRSなどの補正サービスに接続し、高精度測位モードに設定します。GNSS信号の受信が安定し、数秒以内に位置がFIX（確定）したら測位準備完了です。

• 測りたいポイントの計測：取得したい地点に移動し、アプリの計測ボタンをタップして位置を記録します。点ごとにリアルタイムで高精度座標が表示され、必要に応じて写真やメモを添えて保存できます。連続した測線や面積を測りたい場合は、歩きながら複数点を記録していくだけです。

• データの保存と共有：測量が完了したら、記録したデータをクラウドに同期保存します。その場でオフィスのPCから結果を確認したり、測定データをCAD図面やGISシステムにインポートしたりすることも容易です。

以上のように、LRTKを使った測量はわずか数ステップで完了し、誰にでも簡単に扱えます。 基準局の設営や複雑な機器操作も不要なため、測量の専門技術がないスタッフでも直感的に高精度測位を活用できるでしょう。 実際、その手軽さと効率性から多くの建設現場でLRTKの導入が進んでいます。 この機会に従来の測量スタイルを見直し、VRS技術とLRTKデバイスを組み合わせたスマート測量を現場に取り入れてみてはいかがでしょうか。